特許 6973598 複合基材及びその製造方法、複合建材パネルの製造方法、並びに、塗布装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973598

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】複合基材及びその製造方法、複合建材パネルの製造方法、並びに、塗布装置

(51)【国際特許分類】

   E04F 13/08 20060101AFI20211118BHJP

   C01B 32/05 20170101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   E04F13/08 A

   C01B32/05

   E04F13/08 F

【請求項の数】22

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2020-172601(P2020-172601)

(22)【出願日】2020年10月13日

(62)【分割の表示】特願2017-519050(P2017-519050)の分割

【原出願日】2016年3月18日

(65)【公開番号】特開2021-21322(P2021-21322A)

(43)【公開日】2021年2月18日

【審査請求日】2020年11月5日

(31)【優先権主張番号】特願2015-101719(P2015-101719)

(32)【優先日】2015年5月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112874

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 薫

(74)【代理人】

【識別番号】100094363

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 孝久

(74)【代理人】

【識別番号】100118290

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 正明

(72)【発明者】

【氏名】田畑 誠一郎

(72)【発明者】

【氏名】大島 栄作

(72)【発明者】

【氏名】飯田 広範

(72)【発明者】

【氏名】山ノ井 俊

【審査官】 津熊 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３４１１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４１４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２５５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８８３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４２７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２９６９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４６５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３１５２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６５５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９６９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００６９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４２１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０４１２５７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｆ １３／０８

Ｃ０１Ｂ ３２／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料、
基材、並びに、
粒状の多孔質炭素材料を基材上に固着させるバインダー、
から成り、
多孔質炭素材料には、エチレン尿素が付着されている複合基材。

【請求項2】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料、
基材、並びに、
粒状の多孔質炭素材料を基材上に固着させるバインダー、
から成り、
多孔質炭素材料には、リン酸が付着されている複合基材。

【請求項3】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料、
基材、並びに、
粒状の多孔質炭素材料を基材上に固着させるバインダー、
から成り、
多孔質炭素材料には、硝酸銅が付着されている複合基材。

【請求項4】

基材は、コンクリート面、漆喰壁、漆喰面、天井スラブ及び床スラブから成る群から選択された少なくとも１種類の基材を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合基材。

【請求項5】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料、
基材、並びに、
粒状の多孔質炭素材料を基材上に固着させるバインダー、
から成り、
粒状の多孔質炭素材料によって多孔質炭素材料層が形成されており、
多孔質炭素材料層を被覆する被覆層を更に備えている複合基材。

【請求項6】

被覆層は、織布、不織布、紙又は多孔質材料から成る請求項５に記載の複合基材。

【請求項7】

基材は、コンクリート面、漆喰壁、漆喰面、天井スラブ及び床スラブから成る群から選択された少なくとも１種類の基材を含む請求項５又は請求項６に記載の複合基材。

【請求項8】

バインダーは、アクリル樹脂系接着剤、スチレン系エマルジョン型接着剤又はメタクリル酸メチル系接着剤から成る請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の複合基材。

【請求項9】

バインダーは、分散系における分散媒の除去によって得られる請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の複合基材。

【請求項10】

分散媒は水及びアルコールから成る請求項９に記載の複合基材。

【請求項11】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成し、エチレン尿素、リン酸又は硝酸銅が付着された、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
分散媒、
から構成された分散系をパネル上に塗布した後、分散系を乾燥することで、粒状の多孔質炭素材料をパネル上にバインダーによって固着させる、複合建材パネルの製造方法。

【請求項12】

分散媒は水及びアルコールから成る請求項１１に記載の複合建材パネルの製造方法。

【請求項13】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成し、エチレン尿素、リン酸又は硝酸銅が付着された、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
分散媒、
から構成された分散系を基材上に塗布した後、分散系を乾燥することで、粒状の多孔質炭素材料を基材上にバインダーによって固着させる、複合基材の製造方法。

【請求項14】

分散媒は水及びアルコールから成る請求項１３に記載の複合基材の製造方法。

【請求項15】

植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
分散媒、
から構成された分散系を基材上に塗布した後、分散系を乾燥することで、粒状の多孔質炭素材料を基材上にバインダーによって固着させ、次いで、多孔質炭素材料層を被覆層によって被覆する、複合基材の製造方法。

【請求項16】

分散媒は水及びアルコールから成る請求項１５に記載の複合基材の製造方法。

【請求項17】

被覆層は、織布、不織布、紙又は多孔質材料から成る請求項１５又は請求項１６に記載の複合基材の製造方法。

【請求項18】

接着剤、釘又は木ネジを用いて被覆層を多孔質炭素材料層に固定する請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項に記載の複合基材の製造方法。

【請求項19】

分散系をパネル上に塗布する方法は、スプレー方法、ローラーを用いた塗布法、刷毛を用いた塗布法、浸漬法、キャスト法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリント法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法又はカレンダーコーター法のいずれかの方法である請求項１１又は請求項１２に記載の複合建材パネルの製造方法。

【請求項20】

分散系を基材上に塗布する方法は、スプレー方法、ローラーを用いた塗布法、刷毛を用いた塗布法、浸漬法、キャスト法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリント法、エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法又はカレンダーコーター法のいずれかの方法である請求項１３乃至請求項１８のいずれか１項に記載の複合基材の製造方法。

【請求項21】

分散系、
分散系を収納する容器、及び、
分散系をスプレーするスプレーガン、
を備えた塗布装置であって、
分散系は、
植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成し、エチレン尿素、リン酸又は硝酸銅が付着された、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
分散媒、
から構成されている塗布装置。

【請求項22】

分散媒は水及びアルコールから成る請求項２１に記載の塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複合建材パネル及びその製造方法並びに分散系及び塗布装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、調湿タイルの製造方法が、特開２００５−２４７６３３から周知である。この特許公開公報に開示された調湿タイルの製造方法は、無機多孔質調湿材料を含む原料を成形し焼成する調湿タイルの製造方法であって、
無機多孔質調湿材料と水溶性樹脂とを含む成形原料を調製する工程（ａ）、
成形原料を成形して成形物を得る工程（ｂ）、及び、
成形物を１０００゜Ｃ以下の焼成温度で焼成して調湿タイルを得る工程（ｃ）、
を含む。

【0003】

また、特開２００３−１７６１２８に開示された水蒸気の吸脱着により相対湿度調整を図る調湿建材は、基材表面に多孔質アルミナを合成樹脂によって固定化した調湿機能層を有し、多孔質アルミナの原料には、アルミニウム又はアルミニウム合金から成るアルミニウム素材のエッチング処理の際に生じるアルミニウム分を含む廃液の中和処理を行いアルミニウム分を析出させて得られるアルミスラッジを乾燥後、焼成することにより得られる多孔質アルミナが用いられている。

【0004】

一方、植物由来の材料を原料とした多孔質炭素材料が、例えば、特開２０１０−１００５１６や特開２０１４−１７６８２１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５−２４７６３３

【特許文献2】特開２００３−１７６１２８

【特許文献3】特開２０１０−１００５１６

【特許文献4】特開２０１４−１７６８２１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特開２０１０−１００５１６や特開２０１４−１７６８２１にあっては、植物由来の材料を原料とした多孔質炭素材料を建材パネルに適用することに関して、何ら、言及されていない。特開２００５−２４７６３３に開示された調湿タイルの製造方法に基づいて、多孔質炭素材料及び建材パネルから成る複合建材パネルを製造することを試みた場合、成形原料の調製時、多孔質炭素材料を成形原料に添加しておき、工程（ｃ）において成形物を焼成するが、成形物の表面あるいは表面近傍の多孔質炭素材料が焼成されて無くなってしまい、得られたタイルは所望の特性を発揮することができないといった問題がある。また、特開２００３−１７６１２８に開示された調湿建材は多孔質アルミナを使用するが、多孔質アルミナは、表面積の値が低いことから、空気浄化性能等が十分でないといった問題がある。

【0007】

従って、本開示の目的は、パネルの表面に植物由来の材料を原料とした粒状の多孔質炭素材料が形成され、多孔質炭素材料によって所望の特性を確実に発揮し得る複合建材パネル及びその製造方法、係る複合建材パネルの製造方法の実行に適した分散系及び塗布装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するための本開示の複合建材パネルは、
（Ａ）植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料、
（Ｂ）パネル、並びに、
（Ｃ）粒状の多孔質炭素材料をパネル上に固着させるバインダー、
から成る。

【0009】

上記の目的を達成するための本開示の複合建材パネルの製造方法は、
（ａ）植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
（ｂ）バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
（ｃ）水及びアルコールから成る分散媒、
から構成された分散系をパネル上に塗布した後、分散系を乾燥することで、粒状の多孔質炭素材料をパネル上にバインダーによって固着させる。

【0010】

上記の目的を達成するための本開示の分散系は、
（ａ）植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
（ｂ）バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
（ｃ）水及びアルコールから成る分散媒、
から構成されている。

【0011】

上記の目的を達成するための本開示の塗布装置は、
（イ）分散系、
（ロ）分散系を収納する容器、及び、
（ハ）分散系をスプレーするスプレーガン、
を備えた塗布装置であって、
分散系は、
（ａ）植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
（ｂ）バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
（ｃ）水及びアルコールから成る分散媒、
から構成されている。

【発明の効果】

【0012】

本開示の複合建材パネルにあっては、粒状の多孔質炭素材料がパネル上に固着させられている。即ち、粒状の多孔質炭素材料は大気に触れた状態にある。それ故、本開示の複合建材パネルは、粒状の多孔質炭素材料の有する諸特性を効果的に発揮させることができる。本開示の複合建材パネルの製造方法、本開示の分散系、本開示の塗布装置にあっては、粒状の多孔質炭素材料をパネル上に固着させることができる。即ち、粒状の多孔質炭素材料を大気に触れた状態とすることができる。それ故、粒状の多孔質炭素材料の有する諸特性を効果的に発揮させることができる。しかも、本開示の複合建材パネルの製造方法、本開示の分散系、本開示の塗布装置において、分散媒は、水及びアルコールから成る。即ち、分散媒として、水とエタノールの混合溶媒を用いる。ここで、粒状の多孔質炭素材料は疎水性を有するので、分散媒にアルコールを添加しないと分散系における粒状の多孔質炭素材料の分散状態が不十分になってしまう。また、分散媒に水を含ませないとバインダー組成物が粘稠になり過ぎる場合が生じ、分散系をパネル上に塗布することが困難になる虞がある。即ち、疎水性のカーボン材料を分散させるために、炭素材料と親和性のよい溶媒（アルコール）を用い、また、水によりバインダー組成物（例えば、接着剤成分であるアクリルエマルジョン）を分散させ易くする。２種類の溶媒は、相分離する組合せではなく、相溶する組合せのものを用いることが重要である。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施例１の複合建材パネルの模式的な一部断面図である。

【図2】図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、実施例１の多孔質炭素材料のＭＰ法に基づく累計細孔容積の測定結果を示すグラフ、及び、ＢＪＨ法に基づく累計細孔容積の測定結果を示すグラフである。

【図3】図３は、実施例１の多孔質炭素材料の非局在化密度汎関数法に基づく細孔容積の測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の複合建材パネル及びその製造方法並びに分散系及び塗布装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の複合建材パネル及びその製造方法並びに塗布装置及び分散系）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．その他

【0015】

〈本開示の複合建材パネル及びその製造方法並びに分散系及び塗布装置、全般に関する説明〉
本開示の複合建材パネル及びその製造方法において、パネルは、タイル（具体的には、例えば、素焼きタイル）から成る形態とすることができるが、これに限定するものではなく、その他、化粧石膏ボードを含む石膏ボード、ケイ酸カルシウム板、スラグ石膏板、木毛セメント板、パルプセメント板、木片セメント板、抄造石膏板、モルタル板、ロックウール板、ガラス繊維やカーボン繊維入りボード、木質系壁材、合板、木質繊維板、化粧パルプセメント板、ガラス繊維やカーボン繊維入りボード、石綿セメント板、石綿スレートパネル、セラミックス板や陶板といった窯業材料から構成された板といった各種建設資材を例示することができる。あるいは又、コンクリート・ブロック、ＡＬＣ板、レンガ造、中空押出し成形陶板を例示することもできる。尚、本開示の分散系を塗布すべき下地あるいは基材として、これらのパネルや建設資材以外にも、コンクリート製外壁やコンクリート造壁といったコンクリート面、漆喰壁（面）、あるいは、天井スラブや床スラブを例示することができる。

【0016】

上記の好ましい形態を含む本開示の複合建材パネル及びその製造方法にあっては、粒状の多孔質炭素材料によって多孔質炭素材料層が形成されており、多孔質炭素材料層を被覆する被覆層を更に備えている形態とすることができる。ここで、被覆層として、通気性を有する織布、不織布、紙、多孔質材料（無垢材、漆喰、珪藻土等）を例示することができる。多孔質炭素材料層を被覆層によって被覆するためには、通気性を確保しつつ、接着剤や釘、木ネジ等を用いて被覆層を多孔質炭素材料層に固定する方法、多孔質材料を吹き付ける方法を採用すればよい。多孔質炭素材料層は、粒状の多孔質炭素材料の１層から構成されていてもよいし、粒状の多孔質炭素材料の複数層から構成されていてもよいし、粒状の多孔質炭素材料が重なり合った状態から構成されていてもよいし、海・島状（パネルの表面を「海」とみなした場合、多孔質炭素材料が「島」に相当する）となっていてもよい。

【0017】

本開示の複合建材パネル及びその製造方法並びに分散系及び塗布装置（以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある）にあっては、バインダー組成物、具体的には、有機系のバインダー組成物として、アクリル樹脂系エマルジョン型接着剤、スチレン系エマルジョン型接着剤、メタクリル酸メチル系エマルジョン型接着剤を例示することができるし、バインダーとして、アクリル樹脂系接着剤、スチレン系エマルジョン型接着剤、メタクリル酸メチル系接着剤を例示することができる。そして、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の複合建材パネルにおいて、バインダーは、分散系における分散媒の除去によって得られ、分散媒は水及びアルコールから成る形態とすることができる。あるいは又、微粒子系のバインダー組成物として、シリカ微粒子やＭＭＡ微粒子、スチレン微粒子、アルミナ系微粒子を含む組成物を例示することができるし、バインダーとして、シリカ微粒子やＭＭＡ微粒子、スチレン微粒子、アルミナ系微粒子を例示することができる。尚、バインダー組成物を構成するバインダーが多孔質炭素材料の細孔中に侵入し、細孔を閉塞しないようなバインダーやバインダー組成物を選択することが好ましい。

【0018】

本開示の分散系における分散媒を構成するアルコールとして、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコールを挙げることができる。分散系に抗菌金属や有機系の抗菌防カビ剤を添加することで、抗菌性、防カビ性を付与することもできる。

【0019】

本開示の塗布装置における分散系を収納する容器、及び、分散系をスプレーするスプレーガンは、周知の容器、及び、周知のスプレーガンとすることができる。尚、スプレーガンは、圧縮空気が充填されたボンベやエアーコンプレッサーから成る圧縮空気源を備えており、操作レバーを有し、容器はスプレーガンに取り付けられている。そして、操作レバーを操作することで、圧縮空気源からの圧縮空気が、容器に収納された分散系を同搬し、気液混合状態でスプレーガンの先端部に設けられたノズル部からパネル上に噴射（噴霧）される。

【0020】

本開示の複合建材パネルの製造方法にあっては、分散系をパネル上に塗布する方法として、本開示の塗布装置を用いて分散系をスプレーする方法だけでなく、ローラーや刷毛等を用いた塗布法；浸漬法；キャスト法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法といった各種印刷法；スタンプ法；マイクロコンタクトプリント法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法といった各種塗布法、コーティング法を例示することができる。分散系の乾燥は、分散系、具体的には、バインダー組成物や分散媒の乾燥に適した温度、時間とすればよい。

【0021】

本開示において、多孔質炭素材料は植物由来の材料を原料としている。ここで、植物由来の材料として、米（稲）、大麦、小麦、ライ麦、稗（ヒエ）、粟（アワ）等の籾殻や藁、珈琲豆、茶葉（例えば、緑茶や紅茶等の葉）、サトウキビ類（より具体的には、サトウキビ類の絞り滓）、トウモロコシ類（より具体的には、トウモロコシ類の芯）、果実の皮（例えば、オレンジの皮、グレープフルーツの皮、ミカンの皮といった柑橘類の皮やバナナの皮等）、あるいは又、葦、茎ワカメを挙げることができるが、これらに限定するものではなく、その他、例えば、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類、海藻を挙げることができる。尚、これらの材料を、原料として、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。また、植物由来の材料の形状や形態も特に限定はなく、例えば、籾殻や藁そのものでもよいし、あるいは乾燥処理品でもよい。更には、ビールや洋酒等の飲食品加工において、発酵処理、焙煎処理、抽出処理等の種々の処理を施されたものを使用することもできる。特に、産業廃棄物の資源化を図るという観点から、脱穀等の加工後の藁や籾殻を使用することが好ましい。これらの加工後の藁や籾殻は、例えば、農業協同組合や酒類製造会社、食品会社、食品加工会社から、大量、且つ、容易に入手することができる。

【0022】

本開示において、多孔質炭素材料の原料を、ケイ素（Ｓｉ）を含有する植物由来の材料とする場合、具体的には、限定するものではないが、多孔質炭素材料は、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が５質量％以上である植物由来の材料を原料とし、ケイ素（Ｓｉ）の含有率が、５質量％以下、好ましくは３質量％以下、より好ましくは１質量％以下であることが望ましい。

【0023】

本開示において、多孔質炭素材料は、例えば、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸処理又はアルカリ処理を行うことによって得ることができる。このような本開示における多孔質炭素材料の製造方法（以下、単に、『多孔質炭素材料の製造方法』と呼ぶ場合がある）において、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化することにより得られた材料であって、酸処理又はアルカリ処理を行う前の材料を、『多孔質炭素材料前駆体』あるいは『炭素質物質』と呼ぶ。

【0024】

多孔質炭素材料の製造方法において、酸処理又はアルカリ処理の後、賦活処理を施す工程を含めることができるし、賦活処理を施した後、酸処理又はアルカリ処理を行ってもよい。また、このような好ましい形態を含む多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、植物由来の材料を炭素化する前に、炭素化のための温度よりも低い温度（例えば、４００゜Ｃ〜７００゜Ｃ）にて、酸素を遮断した状態で植物由来の材料に加熱処理（予備炭素化処理）を施してもよい。これによって、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を抽出することが出来る結果、炭素化の過程において生成するであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。尚、酸素を遮断した状態は、例えば、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気とすることで、あるいは又、真空雰囲気とすることで、あるいは又、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とすることで達成することができる。また、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、使用する植物由来の材料にも依るが、植物由来の材料中に含まれるミネラル成分や水分を減少させるために、また、炭素化の過程での異臭の発生を防止するために、植物由来の材料をアルコール（例えば、メチルアルコールやエチルアルコール、イソプロピルアルコール）に浸漬してもよい。尚、多孔質炭素材料の製造方法にあっては、その後、予備炭素化処理を実行してもよい。不活性ガス中で加熱処理を施すことが好ましい材料として、例えば、木酢液（タールや軽質油分）を多く発生する植物を挙げることができる。また、アルコールによる前処理を施すことが好ましい材料として、例えば、ヨウ素や各種ミネラルを多く含む海藻類を挙げることができる。

【0025】

多孔質炭素材料の製造方法にあっては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化するが、ここで、炭素化とは、一般に、有機物質（本開示における多孔質炭素材料にあっては、植物由来の材料）を熱処理して炭素質物質に変換することを意味する（例えば、ＪＩＳ Ｍ０１０４−１９８４参照）。尚、炭素化のための雰囲気として、酸素を遮断した雰囲気を挙げることができ、具体的には、真空雰囲気、窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気、植物由来の材料を一種の蒸し焼き状態とする雰囲気を挙げることができる。炭素化温度に至るまでの昇温速度として、限定するものではないが、係る雰囲気下、１゜Ｃ／分以上、好ましくは３゜Ｃ／分以上、より好ましくは５゜Ｃ／分以上を挙げることができる。また、炭素化時間の上限として、１０時間、好ましくは７時間、より好ましくは５時間を挙げることができるが、これに限定するものではない。炭素化時間の下限は、植物由来の材料が確実に炭素化される時間とすればよい。また、植物由来の材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。植物由来の材料を予め洗浄してもよい。あるいは又、得られた多孔質炭素材料前駆体や多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。あるいは又、賦活処理後の多孔質炭素材料を、所望に応じて粉砕して所望の粒度としてもよいし、分級してもよい。更には、最終的に得られた多孔質炭素材料に殺菌処理を施してもよい。炭素化のために使用する炉の形式、構成、構造に制限はなく、連続炉とすることもできるし、回分炉（バッチ炉）とすることもできる。粒状の多孔質炭素材料の平均的な大きさとして、多孔質炭素材料の形状を球状と想定したとき、２×１０^-4ｍ乃至１×１０^-7ｍ、好ましくは２×１０^-5ｍ乃至４×１０^-6ｍを例示することができる。粉砕は、例えばジェットミルやビーズミル、ボールミルを用いて行うことができる。

【0026】

多孔質炭素材料の製造方法において、上述したとおり、賦活処理を施せば、孔径が２ｎｍよりも小さいマイクロ細孔を増加させることができる。賦活処理の方法として、ガス賦活法、薬品賦活法を挙げることができる。ここで、ガス賦活法とは、賦活剤として酸素や水蒸気、炭酸ガス、空気等を用い、係るガス雰囲気下、７００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて、好ましくは７００゜Ｃ乃至１０００゜Ｃにて、より好ましくは８００゜Ｃ乃至１０００゜Ｃにて、数十分から数時間、多孔質炭素材料を加熱することにより、多孔質炭素材料中の揮発成分や炭素分子により微細構造を発達させる方法である。尚、より具体的には、加熱温度は、植物由来の材料の種類、ガスの種類や濃度等に基づき、適宜、選択すればよいが、一層好ましくは８００゜Ｃ以上９５０゜Ｃ以下である。薬品賦活法とは、ガス賦活法で用いられる酸素や水蒸気の替わりに、塩化亜鉛、塩化鉄、リン酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、硫酸等を用いて賦活させ、塩酸で洗浄、アルカリ性水溶液でｐＨを調整し、乾燥させる方法である。

【0027】

本開示における多孔質炭素材料の表面に対して、化学処理又は分子修飾を行ってもよい。化学処理として、例えば、硝酸処理により表面にカルボキシ基を生成させる処理を挙げることができる。また、水蒸気、酸素、アルカリ等による賦活処理と同様の処理を行うことにより、多孔質炭素材料の表面に水酸基、カルボキシ基、ケトン基、エステル基等、種々の官能基を生成させることもできる。更には、多孔質炭素材料と反応可能な水酸基、カルボキシ基、アミノ基等を有する化学種又は蛋白質とを化学反応させることでも、分子修飾が可能である。

【0028】

多孔質炭素材料の製造方法にあっては、酸処理又はアルカリ処理によって、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去する。ここで、ケイ素成分として、二酸化ケイ素や酸化ケイ素、酸化ケイ素塩といったケイ素酸化物を挙げることができる。このように、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去することで、高い比表面積を有する多孔質炭素材料を得ることができる。場合によっては、ドライエッチング法に基づき、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去してもよい。

【0029】

本開示における多孔質炭素材料には、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）や、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）等の非金属元素や、遷移元素等の金属元素が含まれていてもよい。マグネシウム（Ｍｇ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カリウム（Ｋ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、カルシウム（Ｃａ）の含有率として０．０５質量％以上３質量％以下、リン（Ｐ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下、硫黄（Ｓ）の含有率として０．０１質量％以上３質量％以下を挙げることができる。尚、これらの元素の含有率は、比表面積の値の増加といった観点からは、少ない方が好ましい。多孔質炭素材料には、上記した元素以外の元素を含んでいてもよく、上記した各種元素の含有率の範囲も、変更し得ることは云うまでもない。本開示における多孔質炭素材料にあっては、各種元素の分析を、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（例えば、日本電子株式会社製のＪＥＤ−２２００Ｆ）を用い、エネルギー分散法（ＥＤＳ）により行うことができる。ここで、測定条件を、例えば、走査電圧１５ｋＶ、照射電流１０μＡとすればよい。

【0030】

本開示における多孔質炭素材料は、細孔（ポア）を多く有している。細孔として、孔径が２ｎｍ乃至５０ｎｍの『メソ細孔』、孔径が５０ｎｍを超える『マクロ細孔』、及び、孔径が２ｎｍよりも小さい『マイクロ細孔』が含まれる。具体的には、メソ細孔として、例えば、２０ｎｍ以下の孔径の細孔を多く含み、特に、１０ｎｍ以下の孔径の細孔を多く含んでいる。また、マイクロ細孔として、例えば、孔径が１．９ｎｍ程度の細孔と、１．５ｎｍ程度の細孔と、０．８ｎｍ〜１ｎｍ程度の細孔とを多く含んでいる。本開示における多孔質炭素材料にあっては、ＢＪＨ法による細孔の容積は、０．１ｃｍ³／グラム以上、好ましくは０．２ｃｍ³／グラム以上、より好ましくは０．３ｃｍ³／グラム以上、一層好ましくは０．５ｃｍ³／グラム以上であることが望ましい。ＭＰ法による細孔の容積も、０．１ｃｍ³／グラム以上、好ましくは０．２ｃｍ³／グラム以上、より好ましくは０．３ｃｍ³／グラム以上、一層好ましくは０．５ｃｍ³／グラム以上であることが望ましい。

【0031】

本開示における多孔質炭素材料において、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値（以下、単に、『比表面積の値』と呼ぶ場合がある）は、より一層優れた機能性を得るために、好ましくは５０ｍ²／グラム以上、より好ましくは１００ｍ²／グラム以上、更に一層好ましくは４００ｍ²／グラム以上であることが望ましい。

【0032】

窒素ＢＥＴ法とは、吸着剤（ここでは、多孔質炭素材料）に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより吸着等温線を測定し、測定したデータを式（１）で表されるＢＥＴ式に基づき解析する方法であり、この方法に基づき比表面積や細孔容積等を算出することができる。具体的には、窒素ＢＥＴ法により比表面積の値を算出する場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、吸着等温線を求める。そして、得られた吸着等温線から、式（１）あるいは式（１）を変形した式（１’）に基づき［ｐ／｛Ｖ_a（ｐ₀−ｐ）｝］を算出し、平衡相対圧（ｐ／ｐ₀）に対してプロットする。そして、このプロットを直線と見なし、最小二乗法に基づき、傾きｓ（＝［（Ｃ−１）／（Ｃ・Ｖ_m）］）及び切片ｉ（＝［１／（Ｃ・Ｖ_m）］）を算出する。そして、求められた傾きｓ及び切片ｉから式（２−１）、式（２−２）に基づき、Ｖ_m及びＣを算出する。更には、Ｖ_mから、式（３）に基づき比表面積ａ_sBETを算出する（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁〜第６６頁参照）。尚、この窒素ＢＥＴ法は、ＪＩＳ Ｒ １６２６−１９９６「ファインセラミックス粉体の気体吸着ＢＥＴ法による比表面積の測定方法」に準じた測定方法である。

【0033】

Ｖ_a＝（Ｖ_m・Ｃ・ｐ）／［（ｐ₀−ｐ）｛１＋（Ｃ−１）（ｐ／ｐ₀）｝］ （１）
［ｐ／｛Ｖ_a（ｐ₀−ｐ）｝］
＝［（Ｃ−１）／（Ｃ・Ｖ_m）］（ｐ／ｐ₀）＋［１／（Ｃ・Ｖ_m）］ （１’）
Ｖ_m＝１／（ｓ＋ｉ） （２−１）
Ｃ ＝（ｓ／ｉ）＋１ （２−２）
ａ_sBET＝（Ｖ_m・Ｌ・σ）／２２４１４ （３）

【0034】

但し、
Ｖ_a：吸着量
Ｖ_m：単分子層の吸着量
ｐ ：窒素の平衡時の圧力
ｐ₀：窒素の飽和蒸気圧
Ｌ ：アボガドロ数
σ ：窒素の吸着断面積
である。

【0035】

窒素ＢＥＴ法により細孔容積Ｖ_pを算出する場合、例えば、求められた吸着等温線の吸着データを直線補間し、細孔容積算出相対圧で設定した相対圧での吸着量Ｖを求める。この吸着量Ｖから式（４）に基づき細孔容積Ｖ_pを算出することができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第６２頁〜第６５頁参照）。尚、窒素ＢＥＴ法に基づく細孔容積を、以下、単に『細孔容積』と呼ぶ場合がある。

【0036】

Ｖ_p＝（Ｖ／２２４１４）×（Ｍ_g／ρ_g） （４）

【0037】

但し、
Ｖ ：相対圧での吸着量
Ｍ_g：窒素の分子量
ρ_g：窒素の密度
である。

【0038】

メソ細孔の孔径は、例えば、ＢＪＨ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＢＪＨ法は、細孔分布解析法として広く用いられている方法である。ＢＪＨ法に基づき細孔分布解析をする場合、先ず、多孔質炭素材料に吸着分子として窒素を吸脱着させることにより、脱着等温線を求める。そして、求められた脱着等温線に基づき、細孔が吸着分子（例えば窒素）によって満たされた状態から吸着分子が段階的に着脱する際の吸着層の厚さ、及び、その際に生じた孔の内径（コア半径の２倍）を求め、式（５）に基づき細孔半径ｒ_pを算出し、式（６）に基づき細孔容積を算出する。そして、細孔半径及び細孔容積から細孔径（２ｒ_p）に対する細孔容積変化率（ｄＶ_p／ｄｒ_p）をプロットすることにより細孔分布曲線が得られる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第８５頁〜第８８頁参照）。

【0039】

ｒ_p＝ｔ＋ｒ_k （５）
Ｖ_pn＝Ｒ_n・ｄＶ_n−Ｒ_n・ｄｔ_n・ｃ・ΣＡ_pj （６）
但し、
Ｒ_n＝ｒ_pn²／（ｒ_kn−１＋ｄｔ_n）² （７）

【0040】

ここで、
ｒ_p：細孔半径
ｒ_k：細孔半径ｒ_pの細孔の内壁にその圧力において厚さｔの吸着層が吸着した場合のコア半径（内径／２）
Ｖ_pn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔容積
ｄＶ_n：そのときの変化量
ｄｔ_n：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの吸着層の厚さｔ_nの変化量
ｒ_kn：その時のコア半径
ｃ：固定値
ｒ_pn：窒素の第ｎ回目の着脱が生じたときの細孔半径
である。また、ΣＡ_pjは、ｊ＝１からｊ＝ｎ−１までの細孔の壁面の面積の積算値を表す。

【0041】

マイクロ細孔の孔径は、例えば、ＭＰ法に基づき、その孔径に対する細孔容積変化率から細孔の分布として算出することができる。ＭＰ法により細孔分布解析を行う場合、先ず、多孔質炭素材料に窒素を吸着させることにより、吸着等温線を求める。そして、この吸着等温線を吸着層の厚さｔに対する細孔容積に変換する（ｔプロットする）。そして、このプロットの曲率（吸着層の厚さｔの変化量に対する細孔容積の変化量）に基づき細孔分布曲線を得ることができる（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ及びＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアのマニュアル、第７２頁〜第７３頁、第８２頁参照）。

【0042】

あるいは又、多孔質炭素材料は、水銀圧入法による細孔分布において１×１０^-7ｍ乃至５×１０^-6ｍの範囲にピークを有し、且つ、ＢＪＨ法による細孔分布において２ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲にピークを有する構成とすることができる。そして、この場合、更には、水銀圧入法による細孔分布において２×１０^-7ｍ乃至２×１０^-6ｍの範囲にピークを有し、且つ、ＢＪＨ法による細孔分布において２ｎｍ乃至１０ｎｍの範囲にピークを有する構成とすることが好ましい。

【0043】

あるいは又、本開示における多孔質炭素材料は、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法，Non Localized Density Functional Theory 法）によって求められた直径１×１０^-9ｍ乃至５×１０^-7ｍの細孔の容積の合計（便宜上、『容積Ａ』と呼ぶ）が０．１ｃｍ³／グラム以上である多孔質炭素材料から成る形態とすることもできる。尚、ＪＩＳ Ｚ８８３１−２：２０１０ 「粉体（固体）の細孔径分布及び細孔特性−第２部：ガス吸着によるメソ細孔及びマクロ細孔の測定方法」、及び、ＪＩＳ Ｚ８８３１−３：２０１０ 「粉体（固体）の細孔径分布及び細孔特性−第３部：ガス吸着によるミクロ細孔の測定方法」に規定された非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）にあっては、解析ソフトウェアとして、日本ベル株式会社製自動比表面積／細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＡＸ」に付属するソフトウェアを用いる。前提条件としてモデルをシリンダ形状としてカーボンブラック（ＣＢ）を仮定し、細孔分布パラメータの分布関数を「ｎｏ−ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ」とし、得られた分布データにはスムージングを１０回施す。

【0044】

多孔質炭素材料前駆体を酸処理又はアルカリ処理するが、具体的な処理方法として、例えば、酸あるいはアルカリの水溶液に多孔質炭素材料前駆体を浸漬する方法や、多孔質炭素材料前駆体と酸又はアルカリとを気相で反応させる方法を挙げることができる。より具体的には、酸処理の場合、酸として、例えば、フッ化水素、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム等の酸性を示すフッ素化合物を挙げることができる。フッ素化合物を用いる場合、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分におけるケイ素元素に対してフッ素元素が４倍量となればよく、フッ素化合物水溶液の濃度は１０質量％以上であることが好ましい。フッ化水素酸によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、二酸化ケイ素は、化学式（Ａ）又は化学式（Ｂ）に示すようにフッ化水素酸と反応し、ヘキサフルオロケイ酸（Ｈ₂ＳｉＦ₆）あるいは四フッ化ケイ素（ＳｉＦ₄）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。

【0045】

ＳｉＯ₂＋６ＨＦ → Ｈ₂ＳｉＦ₆＋２Ｈ₂Ｏ （Ａ）
ＳｉＯ₂＋４ＨＦ → ＳｉＦ₄＋２Ｈ₂Ｏ （Ｂ）

【0046】

また、アルカリ（塩基）によって処理するアルカリ処理の場合、アルカリとして、例えば、水酸化ナトリウムを挙げることができる。アルカリの水溶液を用いる場合、水溶液のｐＨは１１以上であればよい。水酸化ナトリウム水溶液によって、多孔質炭素材料前駆体に含まれるケイ素成分（例えば、二酸化ケイ素）を除去する場合、水酸化ナトリウム水溶液を熱することにより、二酸化ケイ素は、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳｉＯ₃）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。また、水酸化ナトリウムを気相で反応させて処理する場合、水酸化ナトリウムの固体を熱することにより、化学式（Ｃ）に示すように反応し、ケイ酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳｉＯ₃）として除去され、多孔質炭素材料を得ることができる。そして、その後、洗浄、乾燥を行えばよい。

【0047】

ＳｉＯ₂＋２ＮａＯＨ → Ｎａ₂ＳｉＯ₃＋Ｈ₂Ｏ （Ｃ）

【0048】

あるいは又、本開示における多孔質炭素材料として、例えば、特開２０１０−１０６００７に開示された空孔が３次元的規則性を有する多孔質炭素材料（所謂、逆オパール構造を有する多孔質炭素材料）、具体的には、１×１０^-9ｍ乃至１×１０^-5ｍの平均直径を有する３次元的に配列された球状の空孔を備え、表面積が３×１０²ｍ²／グラム以上の多孔質炭素材料、好ましくは、巨視的に、結晶構造に相当する配置状態にて空孔が配列されており、あるいは又、巨視的に、面心立方構造における（１１１）面配向に相当する配置状態にて、その表面に空孔が配列されている多孔質炭素材料を用いることもできる。

【0049】

本開示の複合建材パネルにあっては、パネル上に固着された粒状の多孔質炭素材料によって、例えば、空気中に存在する物質を吸着することができる。ここで、吸着対象物（空気中に存在する物質）として、総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）、具体的には、プロパン、ブタン、塩化メチルといった高揮発性有機化合物（ＶＶＯＣ）；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ｄ−リモネン、トルエン、アセトン、キシレン、エタノール、２−プロパン、ヘキサノール、エチルベンゼン、スチレン、パラジクロロベンゼン、テトラデカン、クロルピリホス、フェノルカルプ、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、ダイアジノンといった揮発性有機化合物（ＶＯＣ）；殺虫剤（ＤＤＴ，クロルデン）、可塑剤（フタル酸化合物）、難燃剤といった準揮発性有機化合物（ＳＶＯＣ）を挙げることができるし、あるいは又、水蒸気、水蒸気に同搬されたニオイ成分を挙げることができる。また、浮遊粒子状物質、微粒子状物質、超微粒子、ディーゼル排気微粒子、吸入性粒子、吸入性粉塵、降下煤塵、大気エアロゾル粒子（浮遊粉塵）等を挙げることもできる。

【0050】

本開示における多孔質炭素材料に機能性材料を付着させてもよい。具体的には、酸処理又はアルカリ処理を行った後（その後、賦活処理を施す場合には、賦活処理を施した後）、多孔質炭素材料に機能性材料を付着させればよい。機能性材料として、例えば、上記の空気中に存在する物質をより一層効果的に吸着するための薬剤（具体的には、例えば、エチレン尿素、リン酸、硝酸銅）を挙げることができるし、あるいは又、機能性材料は光触媒特性を示す形態とすることができる。後者の場合、機能性材料を、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ₂）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）から構成することができる。尚、エチレン尿素を用いることで、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドを効果的に除去することができるし、リン酸を用いることで、アンモニアを効果的に除去することができるし、硝酸銅を用いることで、アンモニア、硫化水素等を効果的に脱臭することができる。そして、これによって、多孔質炭素材料には触媒特性が付与され、光触媒効果により、半永久的に使用可能な有害物質分解剤、有害物質除去剤としての応用が可能である。有害物質の分解、除去にあっては、多孔質炭素材料にエネルギー線や電磁波（例えば、紫外線や太陽光、可視光等）を照射すればよい。有害物質として空気中に存在する有害物質を挙げることができ、具体的には、各種のウィルス、アレルギー発生原因物質、タバコの煙に含まれる発癌性物質（例えば、ベンゾピレン）を例示することができる。

【0051】

機能性材料の種類や構成、構造、形態にも依存するが、機能性材料の多孔質炭素材料への付着の形態として、多孔質炭素材料の表面（細孔内を含む）に、微粒子として付着している状態、薄膜状に付着している状態、海・島状（多孔質炭素材料の表面を「海」とみなした場合、機能性材料が「島」に相当する）に付着している状態を挙げることができる。尚、付着とは、異種の材料間の接着現象を指す。多孔質炭素材料に機能性材料を付着させる方法として、機能性材料を含む溶液に多孔質炭素材料を浸漬して多孔質炭素材料の表面に機能性材料を析出させる方法、多孔質炭素材料の表面に無電解メッキ法（化学メッキ法）又は化学還元反応にて機能性材料を析出させる方法、機能性材料の前駆体を含む溶液に多孔質炭素材料を浸漬して、熱処理を行うことによって多孔質炭素材料の表面に機能性材料を析出させる方法、機能性材料の前駆体を含む溶液に多孔質炭素材料を浸漬して、超音波処理を行うことによって多孔質炭素材料の表面に機能性材料を析出させる方法、機能性材料の前駆体を含む溶液に多孔質炭素材料を浸漬して、ゾル・ゲル反応を行うことによって多孔質炭素材料の表面に機能性材料を析出させる方法を挙げることができる。

【実施例1】

【0052】

実施例１は、本開示の複合建材パネル及びその製造方法並びに分散系及び塗布装置に関する。

【0053】

実施例１の分散系は、
（ａ）植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料（分散質）、
（ｂ）バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
（ｃ）水及びアルコールから成る分散媒、
から構成されている。

【0054】

また、実施例１の塗布装置は、
（イ）分散系、
（ロ）分散系を収納する容器（タンク）、及び、
（ハ）分散系をスプレーするスプレーガン、
を備えた塗布装置である。そして、分散系は、実施例１の分散系から構成されている。

【0055】

模式的な一部断面図を図１に示すように、実施例１の複合建材パネル（複合内外装材）１０は、
（Ａ）植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料２０、
（Ｂ）パネル（内外装材）４０、並びに、
（Ｃ）粒状の多孔質炭素材料２０をパネル４０上に固着させるバインダー３０、
から成る。

【0056】

ここで、パネル（内外装材）４０は、タイル、具体的には、素焼きタイルから成る。素焼きタイルは、以下の方法で製造した。即ち、例えば、粘土類を粉砕・混合してタイル原料を調製し、調製したタイル原料と骨材（砂、石粉等）と水とを混練し、２日間寝かした後の原材料を、真空状態にした押出成形機で成形する。そして、更に、乾燥室で乾燥させ、その後、１０００゜Ｃ以下において焼成することで製造した。パネル４０の表面を平滑に図示しているが、実際には、多孔質炭素材料が埋め込まれない程度の凹凸がパネル４０の表面には存在する。また、バインダー組成物、具体的には、有機系のバインダー組成物はアクリル樹脂系エマルジョン型接着剤（より具体的には、コニシ株式会社製のアクリル樹脂系エマルジョン型接着剤、ＣＫ１１）から成り、バインダーはアクリル樹脂系接着剤から成る。ここで、バインダーは、分散系における分散媒の除去によって得られ、分散媒は水及びアルコールから成る。バインダー組成物を構成するバインダーが多孔質炭素材料の細孔中に侵入し、細孔を閉塞しないようなバインダーやバインダー組成物が選択されている。分散媒を構成するアルコールはエチルアルコールから成る。使用した分散系の組成は以下の表１のとおりである。この組成を、自転・公転ミキサーを用いて５分間、充分に攪拌して混合することで、分散系を得た。

【0057】

〈表１〉分散系の組成
粒径４μｍの粒状の多孔質炭素材料： ０．７２グラム
バインダー組成物 ：２７．１ グラム
水 ：１７．４ グラム
エチルアルコール ：４６．４ グラム

【0058】

そして、分散系をパネル（内外装材）４０上に塗布した後、分散系を乾燥することで、粒状の多孔質炭素材料２０をパネル４０上にバインダー３０によって固着させる。具体的には、圧縮空気が充填されたボンベから成る圧縮空気源を備え、操作レバーを有するスプレーガンを準備し、上記の分散系を容器（タンク）に入れ、容器をスプレーガン取り付けた。そして、操作レバーを操作することで、容器に収納された分散系を圧縮空気源からの圧縮空気と同搬させ、気液混合状態でスプレーガンの先端部に設けられたノズル部から噴射（噴霧）し、素焼きタイルから成るパネル４０の表面に吹き付けた。こうして、素焼きタイルから成るパネル４０の表面に分散系の層が形成された。次いで、８０゜Ｃの乾燥機中で１時間の乾燥を行い、実施例１の複合建材パネル（複合内外装材）１０を得た。

【0059】

尚、多孔質炭素材料層２１は、図示したように、粒状の多孔質炭素材料２０の１層から構成されていてもよいし、粒状の多孔質炭素材料２０の複数層から構成されていてもよいし、粒状の多孔質炭素材料２０が重なり合った状態から構成されていてもよいし、海・島状となっていてもよい。

【0060】

実施例１においては、以下に説明する植物由来の多孔質炭素材料を使用した。即ち、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を米（稲）の籾殻とした。そして、多孔質炭素材料は、原料としての籾殻を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、アルカリ処理を施すことで得られる。

【0061】

多孔質炭素材料の製造においては、植物由来の材料を４００゜Ｃ乃至１４００゜Ｃにて炭素化した後、酸処理又はアルカリ処理することによって、多孔質炭素材料を得た。即ち、先ず、籾殻に対して、８００゜Ｃにて窒素ガス雰囲気下で炭素化する（焼成する）ことで、多孔質炭素材料前駆体を得た。次いで、得られた多孔質炭素材料前駆体を２０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に８０゜Ｃで一晩浸漬することでアルカリ処理を行い、炭素化後の植物由来の材料中のケイ素成分を除去した後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄し、乾燥させることにより、多孔質炭素材料を得た。その後、多孔質炭素材料を、窒素ガス雰囲気下にて９００゜Ｃまで昇温し、水蒸気による賦活処理を行った。次いで、こうして得られた多孔質炭素材料をジェットミルで４μｍまで粉砕することによって、実施例１において用いる植物由来の多孔質炭素材料を得た。

【0062】

実施例１の植物由来の多孔質炭素材料の窒素ＢＥＴ法による比表面積の値（表２では「比表面積」で示し、単位はｍ²／グラム）、窒素ＢＥＴ法による細孔容積の値（表２では「ＢＥＴ法容積」で示し、単位はｃｍ³／グラム）、ＭＰ法による細孔容積の値（表２では「ＭＰ法」で示し、単位はｃｍ³／グラム）、ＢＪＨ法による細孔容積の値（表２では「ＢＪＨ法」で示し、単位はｃｍ³／グラム）を、以下の表２に示し、また、ＭＰ法に基づく累計細孔容積の測定結果を示すグラフを図２Ａに示し、ＢＪＨ法に基づく累計細孔容積の測定結果を示すグラフを図２Ｂに示し、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）に基づく細孔容積の測定結果を示すグラフを図３に示す。

【0063】

比表面積の値及び細孔容積を求めるための測定機器として、ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ（日本ベル株式会社製）を用い、窒素吸脱着試験を行った。測定条件として、測定平衡相対圧（ｐ／ｐ₀）を０．１５〜０．９７５とした。そして、ＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアに基づき、比表面積の値及び細孔容積を算出した。また、メソ細孔及びマイクロ細孔の細孔径分布は、上述した測定機器を用いた窒素吸脱着試験を行い、ＢＥＬＳＯＲＰ解析ソフトウェアによりＢＪＨ法及びＭＰ法に基づき算出した。更には、非局在化密度汎関数法（ＮＬＤＦＴ法）に基づく測定にあっては、日本ベル株式会社製自動比表面積／細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ−ＭＡＸ」を使用した。尚、測定に際しては、試料の前処理として、２００゜Ｃで３時間の乾燥を行った。ＮＬＤＦＴ法に基づく、直径１×１０^-9ｍ乃至５×１０^-7ｍの細孔の容積の合計（容積Ａ、全細孔の容積総計）に対する３ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲内に細孔径を有する細孔の容積の合計の占める割合（容積割合）を表３に示す。

【0064】

〈表２〉
比表面積 ＢＥＴ法容積 ＭＰ法 ＢＪＨ法
実施例１ １２２０ ０．９９８ ０．４５６ ０．６４２

【0065】

〈表３〉
容積割合 全細孔の容積総計（容積Ａ）
実施例１ ０．５３５４ ２．０１６８ｃｍ³／グラム

【0066】

得られた実施例１の複合建材パネルは、タバコの煙に含まれる発癌性物質（例えば、ベンゾピレン）、空気中のアレルギー発生原因物質であるアレルゲンやウィルスを良く吸着することが判った。また、アセトン蒸気、トルエン蒸気、アンモニアガス、アセトアルデヒド蒸気を良く吸着することも判った。更には、水蒸気を良く吸収することも判った。

【0067】

即ち、実施例１の複合建材パネルにあっては、粒状の多孔質炭素材料がパネル上に固着させられており、粒状の多孔質炭素材料は大気に露出した状態にある。また、実施例１の複合建材パネルの製造方法、分散系、塗布装置にあっては、粒状の多孔質炭素材料を、大気に露出した状態で、パネル上に固着させることができる。それ故、実施例１の複合建材パネルは、粒状の多孔質炭素材料の有する諸特性（例えば、空気中の種々の物質を吸着するといった特性）を効果的に発揮させることができる。しかも、実施例１の複合建材パネルの製造方法、分散系、塗布装置において、分散媒は水及びアルコールから成る。粒状の多孔質炭素材料は疎水性を有するので、分散媒にアルコールを添加しないと分散系における粒状の多孔質炭素材料の分散状態が不十分になってしまうが、このような状態を回避することができる。また、分散媒に水を含ませないとバインダー組成物が粘稠になり過ぎる場合が生じ、分散系をパネル上に塗布することが困難になる虞があるが、このような状態も回避することができる。

【実施例2】

【0068】

実施例２は実施例１の変形である。実施例２にあっては、実施例１にて説明した多孔質炭素材料に、ＴｉＯ₂から成る機能性材料を付着させた。具体的には、複合化処理を以下に示すように行った。即ち、エタノール１００ミリリットル中に、多孔質炭素材料０．５グラム、酢酸４．５７ミリリットル、適量のオルトチタン酸テトライソプロピル（ＴＩＰＯ）を加えて、１時間、撹拌した。その後、遠心分離を行い、上澄み液を捨て、固相に少量のエタノールを加え、純水１００ミリリットル中に超音波を加えながら少量ずつ添加した。その後、再び、遠心分離を行い、得られた固相を１００゜Ｃで乾燥させた。最後に、４００゜Ｃで結晶成長させることで、実施例２の多孔質炭素材料（光触媒複合材料）を得ることができた。

【0069】

実施例２における多孔質炭素材料は、天然物由来の環境融和材料であり、その微細構造は、植物由来の材料である原料中に予め含まれるケイ素成分（ケイ素酸化物）を酸処理又はアルカリ処理を行い、除去することによって得られる。従って、細孔は、従来の活性炭では実現できない大きさやメソ領域（２〜５０ｎｍ）を有しており、また、細孔の配列は植物の有する生体規則性を維持している。実施例２の多孔質炭素材料にあっては、このような細孔サイズや配列によって、光触媒材料を極めて効果的に多孔質炭素材料に付着させることができ、光触媒作用による分解を効果的に生じさせることができる結果、光触媒作用による有害物質の分解、無毒化を効果的に生じさせることができる。

【0070】

以上、好ましい実施例に基づき本開示を説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。実施例にあっては、水酸化ナトリウム水溶液といったアルカリ（塩基）でのアルカリ処理を行ったが、代替的に、フッ化水素酸水溶液を用いた酸処理によって得られた多孔質炭素材料においても、同様の結果が得られた。尚、粒状の多孔質炭素材料によって多孔質炭素材料層が形成されており、多孔質炭素材料層を被覆する被覆層を更に備えている形態とすることもできる。ここで、被覆層として、通気性を有する織布、不織布、紙を例示することができる。多孔質炭素材料層を被覆層によって被覆するためには、通気性を確保しつつ、接着剤を用いて被覆層を多孔質炭素材料層に固定する方法を例示することができる。

【0071】

また、多孔質炭素材料の原料として、籾殻を用いる場合について説明したが、他の植物を原料として用いてもよい。ここで、他の植物として、例えば、藁、葦あるいは茎ワカメ、陸上に植生する維管束植物、シダ植物、コケ植物、藻類及び海藻等を挙げることができ、これらを、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。具体的には、例えば、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を稲の藁（例えば、鹿児島産；イセヒカリ）とし、多孔質炭素材料を、原料としての藁を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理あるいはアルカリ処理を施すことで得ることができる。あるいは又、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を稲科の葦とし、多孔質炭素材料を、原料としての稲科の葦を炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理あるいはアルカリ処理を施すことで得ることができる。

【0072】

あるいは又、多孔質炭素材料の原料である植物由来の材料を茎ワカメ（岩手県三陸産）とし、多孔質炭素材料を、原料としての茎ワカメを炭素化して炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換し、次いで、酸処理あるいはアルカリ処理を施すことで得ることができる。具体的には、先ず、例えば、茎ワカメを５００゜Ｃ程度の温度で加熱し、炭化する。尚、加熱前に、例えば、原料となる茎ワカメをアルコールで処理してもよい。具体的な処理方法として、エチルアルコール等に浸漬する方法が挙げられ、これによって、原料に含まれる水分を減少させると共に、最終的に得られる多孔質炭素材料に含まれる炭素以外の他の元素や、ミネラル成分を溶出させることができる。また、このアルコールでの処理により、炭素化時のガスの発生を抑制することができる。より具体的には、茎ワカメをエチルアルコールに４８時間浸漬する。尚、エチルアルコール中では超音波処理を施すことが好ましい。次いで、この茎ワカメを、窒素気流中において５００゜Ｃ、５時間、加熱することにより炭化させ、炭化物を得る。尚、このような予備炭素化処理を行うことで、次の炭素化の際に生成されるであろうタール成分を減少あるいは除去することができる。その後、この炭化物の１０グラムをアルミナ製の坩堝に入れ、窒素気流中（１０リットル／分）において５゜Ｃ／分の昇温速度で１０００゜Ｃまで昇温する。そして、１０００゜Ｃで５時間、炭素化して、炭素質物質（多孔質炭素材料前駆体）に変換した後、室温まで冷却する。尚、炭素化及び冷却中、窒素ガスを流し続ける。次に、この多孔質炭素材料前駆体を４６容積％のフッ化水素酸水溶液に一晩浸漬することで酸処理を行った後、あるいは又、２０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に８０゜Ｃで一晩浸漬することでアルカリ処理を行った後、水及びエチルアルコールを用いてｐＨ７になるまで洗浄し、乾燥させることにより、多孔質炭素材料を得ることができる。

【0073】

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《複合建材パネル》
植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上である、粒状の多孔質炭素材料、
パネル、並びに、
粒状の多孔質炭素材料をパネル上に固着させるバインダー、
から成る複合建材パネル。
［Ａ０２］パネルは、素焼きタイルから成る［Ａ０１］に記載の複合建材パネル。
［Ａ０３］バインダーは、アクリル樹脂系接着剤から成る［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の複合建材パネル。
［Ａ０４］バインダーは、分散系における分散媒の除去によって得られ、
分散媒は水及びアルコールから成る［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の複合建材パネル。
［Ａ０５］粒状の多孔質炭素材料によって多孔質炭素材料層が形成されており、
多孔質炭素材料層を被覆する被覆層を更に備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の複合建材パネル。
［Ｂ０１］《複合建材パネルの製造方法》
植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
水及びアルコールから成る分散媒、
から構成された分散系をパネル上に塗布した後、分散系を乾燥することで、粒状の多孔質炭素材料をパネル上にバインダーによって固着させる、複合建材パネルの製造方法。
［Ｂ０２］パネルは、素焼きタイルから成る［Ｂ０１］に記載の複合建材パネルの製造方法。
［Ｂ０３］バインダーは、アクリル樹脂系接着剤から成る［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の複合建材パネルの製造方法。
［Ｂ０４］バインダー組成物は、アクリル樹脂系エマルジョン型接着剤から成る［Ｂ０３］に記載の複合建材パネルの製造方法。
［Ｂ０５］アルコールは、メチルアルコール又はイソプロピルアルコールから成る［Ｂ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の複合建材パネルの製造方法。
［Ｂ０６］粒状の多孔質炭素材料をパネル上にバインダーによって固着させ、粒状の多孔質炭素材料によって多孔質炭素材料層を形成した後、多孔質炭素材料層を被覆層によって被覆する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の複合建材パネルの製造方法。
［Ｃ０１］《分散系》
植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
水及びアルコールから成る分散媒、
から構成された分散系。
［Ｃ０２］バインダーは、アクリル樹脂系接着剤から成る［Ｃ０１］に記載の分散系。
［Ｃ０３］バインダー組成物は、アクリル樹脂系エマルジョン型接着剤から成る［Ｃ０２］に記載の分散系。
［Ｃ０４］アルコールは、メチルアルコール又はイソプロピルアルコールから成る［Ｃ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の分散系。
［Ｄ０１］《塗布装置》
分散系、
分散系を収納する容器、及び、
分散系をスプレーするスプレーガン、
を備えた塗布装置であって、
分散系は、
植物由来の材料を原料とし、窒素ＢＥＴ法による比表面積の値が１０ｍ²／グラム以上、ＢＪＨ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上、及び、ＭＰ法による細孔の容積が０．１ｃｍ³／グラム以上であり、分散質を構成する、粒状の多孔質炭素材料、
バインダーを含むバインダー組成物、並びに、
水及びアルコールから成る分散媒、
から構成されている塗布装置。
［Ｄ０２］バインダーは、アクリル樹脂系接着剤から成る［Ｄ０１］に記載の塗布装置。
［Ｄ０３］バインダー組成物は、アクリル樹脂系エマルジョン型接着剤から成る［Ｄ０２］に記載の塗布装置。
［Ｄ０４］アルコールは、メチルアルコール又はイソプロピルアルコールから成る［Ｄ０１］乃至［Ｄ０３］のいずれか１項に記載の塗布装置。

【符号の説明】

【0074】

１０・・・複合建材パネル（複合内外装材）、２０・・・粒状の多孔質炭素材料（分散質）、２１・・・多孔質炭素材料層、３０・・・バインダー、４０・・・パネル（内外装材）

【図1】

【図2】

【図3】